WO2018124344A1

WO2018124344A1 - 자동 메커니즘을 구비한 웨어러블 vr 헤드밴드구조

Info

Publication number: WO2018124344A1
Application number: PCT/KR2016/015531
Authority: WO
Inventors: 강티모시; 김성한; 박범오; 박민호
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 2016-12-29
Filing date: 2016-12-29
Publication date: 2018-07-05
Anticipated expiration: 2019-06-29
Also published as: US20190346682A1

Abstract

본 발명은 사용자의 머리에 착용된 상태에서 사용자에게 컨텐츠를 제공할 수 있는 헤드 마운티드 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 전원을 공급하는 전원공급부를 구비하는 본체부, 상기 본체부에 장착되고, 상기 본체부와 인접하게 형성되는 가이드부재를 포함하는 고정 프레임, 상기 가이드부재를 따라 이동 가능하게 상기 고정 프레임에 장착되는 이동 부재와, 상기 이동 부재에 장착되고, 상기 전원공급부로부터 인가받은 전류에 의해 수축되어 상기 이동부재를 이동시키는 SMA 스프링부를 포함하는 길이 조절부 및 상기 이동 부재에 장착되고, 인체의 두부 사이즈에 맞춰지도록 상기 이동 부재의 이동에 의하여 이동되는 헤드 밴드부를 포함하고, 상기 SMA 스프링부는, 상기 가이드 부재와 인접한 상기 고정 프레임의 제1 영역에 결합되는 제1 스프링부 및 상기 가이드부재를 사이에 두고 상기 제1 영역과 이격된 상기 고정 프레임의 제2 영역에 결합되는 제2 스프링부를 포함하는 것을 특징으로 하는 HMD 장치를 제공한다.

Description

자동 메커니즘을 구비한 웨어러블 VR 헤드밴드구조

본 발명은 사용자의 머리에 착용된 상태에서 사용자에게 컨텐츠를 제공할 수 있는 헤드 마운티드 디스플레이 장치에 관한 것이다.

헤드 마운티드 디스플레이(HMD) 장치란, 안경처럼 사용자의 머리에 착용되어 사용자가 영상(컨텐츠)를 볼 수 있도록 하는 각종 영상 표시 장치를 말한다. 디지털 디바이스의 경량화 및 소형화 추세에 따라, 다양한 웨어러블 컴퓨터(Wearable Computer)가 개발되고 있으며, 헤드 마운티드 디스플레이(HMD) 장치 또한 널리 사용되고 있다. 상기 헤드 마운티드 디스플레이(HMD) 장치는 단순한 디스플레이 기능을 넘어 증강 현실 기술, N 스크린 기술 등과 조합되어 사용자에게 다양한 편의를 제공할 수 있다.

사용자가 헤드 마운티드 디스플레이(HMD) 장치를 착용함에 있어서, 종래에는 물리적 고정 후크(hook)나 밸크로를 사용하여 사용자의 두부에 고정시켰는데, 이는 착용할 때마다 사용자가 번거로운 체결과정을 거쳐야한다는 단점을 지녔다. 또한, 종래에는 사용자가 헤드 마운티드 디스플레이(HMD) 장치 에 구비되는 렌즈거리 관련 조정자들을 직접 조정해야한다는 단점이 있었다.

이에 본 발명은 특수 성질을 지닌 스프링(SMA Spring)을 액츄에이터로 활용하여 헤드 마운티드 디스플레이(HMD) 장치의 헤드밴드 길이 및 조정부를 자동으로 조절해주는 메커니즘 구조를 제안한다.

본 발명은 사용자가 헤드 마운티드 디스플레이(HMD) 장치를 착용함에 있어서, 사용자의 두부에 접촉하는 헤드 밴드의 길이를 자동으로 절해주는 메커니즘을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 헤드 마운티드 디스플레이(HMD) 장치의 착용감을 개선하여 사용자가 더 안락하게 장치를 이용할 수 있도록 하는 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 자동으로 내부 단말기 안착부를 조절가능하도록 이루어지는 헤드 마운티드 디스플레이(HMD) 장치를 제공하는데 있다.

본 발명에 따른 일 실시예에 있어서, 전원을 공급하는 전원공급부를 구비하는 본체부, 상기 본체부에 장착되고, 상기 본체부와 인접하게 형성되는 가이드부재를 포함하는 고정 프레임, 상기 가이드부재를 따라 이동 가능하게 상기 고정 프레임에 장착되는 이동 부재와, 상기 이동 부재에 장착되고, 상기 전원공급부로부터 인가받은 전류에 의해 수축되어 상기 이동부재를 이동시키는 SMA 스프링부를 포함하는 길이 조절부 및 상기 이동 부재에 장착되고, 인체의 두부 사이즈에 맞춰지도록 상기 이동 부재의 이동에 의하여 이동되는 헤드 밴드부를 포함하고, 상기 SMA 스프링부는, 상기 가이드 부재와 인접한 상기 고정 프레임의 제1 영역에 결합되는 제1 스프링부 및 상기 가이드부재를 사이에 두고 상기 제1 영역과 이격된 상기 고정 프레임의 제2 영역에 결합되는 제2 스프링부를 포함하는 것을 특징으로 하는 HMD 장치를 제공한다.

본 발명에 따른 일 실시예에 있어서, 상기 제1 스프링부는, 상기 이동부재를 상기 본체부에 가까워지는 제1 방향으로 이동시킬 수 있으며, 상기 제2 스프링부는, 상기 제1 스프링부와 서로 마주보도록 배치되어, 상기 이동부재를 상기 본체부로부터 멀어지는 제2 방향으로 이동시킬 수 있다.

본 발명에 따른 일 실시예에 있어서, 상기 고정 프레임은 상기 본체부의 제1측 및 제2 측에 각각 인접하게 결합되는 제1 단부 및 제2 단부를 포함할 수 있는데, 상기 제1 및 제2 단부 중 어느 하나로부터 돌출되어 형성되는 돌출부를 포함하고, 상기 돌출부가 상기 제1 및 제2측 중 대응되는 어느 하나에 삽입됨으로써, 상기 고정프레임을 상기 본체부와 결합시킬 수 있다.

본 발명에 따른 일 실시예에 있어서, 상기 본체부는, 상기 돌출부가 수용되도록 상기 제1 및 제2 측 중 적어도 어느 하나에 형성되는 연결부를 포함할 수 있고, 상기 연결부에는 상기 제1 및 제2 스프링부와 전기적으로 연결되는 배터리부를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 일 실시예에 있어서, 상기 본체부는, 외력에 의해 눌러지도록 상기 연결부에 장착되는 제1 및 제2 버튼부를 더 포함할 수 있는데, 상기 제1 버튼부는 상기 배터리부 및 상기 제1 스프링부와 전기적으로 연결됨으로써, 상기 제1 스프링부가 전류를 공급받도록 상기 배터리부에 신호를 전달할 수 있고, 상기 제2 버튼부는 상기 배터리부 및 상기 제2 스프링부와 전기적으로 연결됨으로써, 상기 제2 스프링부가 전류를 공급받도록 상기 배터리부에 신호를 전달할 수 있다.

본 발명에 따른 일 실시예에 있어서, 가상현실 이미지를 출력하는 디스플레이부를 구비하는 제1 하우징 및 제2 하우징, 상기 제1 및 제2 하우징에 의해 형성되는 내부공간에 배치되고, 사용자의 좌안 및 우안에 각각 대응되는 제1 및 제2 렌즈를 포함하는 렌즈부 및 상기 제1 하우징이 상기 제2 하우징에 대해 슬라이딩 가능하도록, 상기 제1 및 제2 하우징을 서로 결합시키는 결합수단을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 일 실시예에 있어서, 상기 결합수단은 상기 제1 하우징의 일 면에 형성되는 제1 및 제2 결합부를 포함하고, 상기 제2 결합부는 상기 제1 하우징의 일 면으로부터 돌출되도록 형성되는 돌출부 및 상기 돌출부의 돌출되는 방향과 다른 방향으로 리세스되는 리세스부를 포함함으로써, 상기 제1 하우징이 상기 제2 하우징에 대하여 상대이동 가능하게 장착될 수 있다.

본 발명에 따른 일 실시예에 있어서, 상기 제2 하우징은, 상기 리세스부에 수용되도록 상기 제2 하우징의 일 면으로부터 돌출되어 형성되는 제3 결합부를 포함함으로써, 상기 제3 결합부가 상기 리세스부에 수용되는 경우 상기 제1 및 제2 하우징이 서로 결합될 수 있다.

본 발명에 따른 일 실시예에 있어서, 상기 결합수단은, 일 단은 상기 제1 결합부에 장착되고, 타 단은 상기 제2 하우징의 일면에 장착되는 제1 하우징 SMA 스프링과, 일 단은 상기 제3 결합부에 장착되고, 타 단은 상기 돌출부에 장착되는 제2 하우징 SMA 스프링을 포함할 수 있고, 이러한 제1 및 제2 하우징 SMA 스프링은 상기 전원공급부로부터 인가받은 전류에 의해 수축 변형되도록 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 일 실시예에 있어서, 상기 본체부는, 상기 전원공급부로부터 인가받은 전류에 의해 상기 제1 스프링이 수축변형됨에 의해 상기 제2하우징이 상기 제1 하우징에 가까워지는 방향으로 이동된 제1상태와, 상기 전원공급부로부터 인가받은 전류에 의해 상기 제2 스프링이 수축변형됨에 의해 상기 제2 하우징이 상기 제1하우징에 멀어지는 방향으로 이동되어 상기 본체부가 확장된 제2상태를 선택적으로 구현할 수 있다.

본 발명에 따른 일 실시예에 있어서, 상기 렌즈부는, 상기 제1 및 제2 렌즈를 지지하는 렌즈 지지부 및 상기 제1 및 제2 렌즈를 상기 렌즈 지지부에 대해 서로 동일한 방향 또는 서로 다른 방향으로 상대 이동시키는 이동수단을 포함할 수 있는데, 상기 이동수단은, 상기 제1 렌즈를 일정한 방향으로 이동시키는 제1 렌즈 스프링부와 상기 제2 렌즈를 일정한 방향으로 이동 시키는 제2 렌즈 스프링부으로 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 일 실시예에 있어서, 상기 본체부는 서로 전기적으로 연결되는 메모리부 및 제어부를 포함할 수 있고, 상기 메모리부가 사용자의 두부 사이즈에 맞추어 상기 헤드 밴드부의 위치 상태를 저장하며, 상기 제어부가 사용자의 선택에 따라, 상기 헤드 밴드부가 상기 저장된 위치 상태로 배치되도록 상기 전원공급부에 신호를 전달해줌으로써, 사용자가 사전에 지정(setting)한 헤드 밴드부의 길이를 반복 구현 가능하게 할 수 있다.

본 발명은 열에 의해 수축 변형되는 SMA스프링을 포함하여, 상기 SMA 스프링의 변형에 따라 헤드 밴드부를 수축하고 이완시킴으로써, 상기 헤드 밴드부의 길이를 자동으로 조절할 수 있다.

또한, 사용자가 사전에 지정(setting)한 헤드 밴드부의 길이를 반복 구현 가능하게 함으로써, 사용자의 착용감을 향상시킬 수 있으며, 사용자의 후두부에 순차적, 단계적으로 접촉되어 사용자의 후두부에 용이하게 밀착될 수 있다.

또한, 본 발명은 사용자의 버튼부 조작으로 렌즈거리가 자동으로 조절됨으로써, 단말기 안착부에 복수의 크기를 가진 단말기들을 안착 가능하게 하고 렌즈거리를 조절하여 하나의 디스플레이를 구비함에도 여러 크기로 볼 수 있다.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이 (이하, HMD 라고 한다) 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1b는 상기 도 1a의 분해 사시도이다.

도 2a 및 도2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 HMD 장치에서 헤드 밴드부가 상기 본체부에 가까워지는 방향으로 이동되는 제1 상태를 서로 다른 방향에서 나타낸 도면이다.

도 3a 및 도3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 HMD 장치에서 상기 헤드 밴드부가 상기 본체부에 멀어지는 방향으로 이동되어지는 제2 상태를 서로 다른 방향에서 바라본 도면이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 HMD장치의 본체부의 분해 사시도이다.

도 5a 및 도 5b의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 HMD 장치에서 제1 및 제2 하우징이 서로 결합된 제1 상태와 상기 제1 및 제2 하우징이 서로 이격되어 상기 본체부가 확장된 제2 상태를 각각 도시화한 것이다. 도 5b의 (b)는 도 5b의 (a)를 다른 방향에서 바라본 도면이다.

도 6a및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 HMD 장치의 렌즈부를 도시화한 도면이다.

이하에서는 본 발명에 따른 헤드 마운티드 디스플레이(HMD) 장치의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하도록 한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하며, 또한 명세서에 기재된 "...부", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

본 발명은 사용자가 헤드 마운티드 디스플레이(HMD) 장치를 착용함에 있어서, 상기 장치의 착용감을 개선하여 사용자가 더 안락하게 장치를 이용할 수 있도록 사용자의 두부에 접촉하는 헤드 밴드의 길이를 자동으로 조절해주는 메커니즘을 제공하는데 그 목적이 있다.

이하, 도1을 참조하면서, 상기 HMD 장치를 이루는 구성들을 살펴보고, 도 2및 도3을 참조하면서, 상기 헤드 밴드가 사용자의 두부에 접촉되도록 상기 헤드 밴드를 연장 또는 축소시키는 메커니즘을 설명한다.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1a를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 헤드 마운티드 디스플레이(이하, HMD라고 한다) 장치(100)는 가상현실 이미지를 출력하는 디스플레이부(미도시)를 구비하는 본체부(300), 상기 본체부에 장착되는 고정 프레임(200), 상기 고정 프레임(200)에 장착되는 길이 조절부(400) 및 사용자의 후두부에 직접 접촉되고, 상기 길이 조절부(400)에 장착되는 헤드 밴드부(500)를 포함할 수 있다.

상기 디스플레이부는 두부에 장착되어 사용자의 눈 앞에 직접 영상을 보여주는 역할을 한다. 디스플레이부는 사용자가 상기 HMD 장치(100)를 착용할 때, 사용자의 눈 앞에 직접 영상을 제공할 수 있도록 좌안 및 우안 중 적어도 하나에 대응되게 배치될 수 있다.

상기 본체부(300)는 사용자의 얼굴 중 적어도 일부, 예를 들어 안면에 착용될 수 있고, 다양한 구성 요소에 의해 사용자의 안면에 지지될 수 있다.

상기 본체부(300)는 외관을 이루는 전면 및 상기 전면과 반대되는 위치에 배치되는 후면을 포함할 수 있다. 상기 후면은 사용자의 안면에 접촉되는 부분으로서, 사용자의 코가 위치할 수 있도록 코 형상의 홈(nose recess)을 포함할 수 있고, 탄성체를 상기 홈(nose recess)과 인접하게 배치할 수 있다.

상기 고정 프레임(200)은 상기 본체부(300)와 결합한다. 결합 방법에 있어서, 상기 고정 프레임(200)이 상기 본체부(300)에 후크와 같은 형태로 물리적인 결합을 할 수 있으며, 또한 상기 고정 프레임(200)과 상기 본체부(300)가 자석이나 전자석과 같은 방식으로도 서로 결합될 수 있다.

상기 길이 조절부(400)는 상기 고정 프레임(200)에 대하여 상대이동 가능하게 상기 고정 프레임(200)의 내측에 장착되며, 상기 헤드 밴드부(500)와 연결되어 상기 헤드 밴드부(500)를 일 방향 또는 타 방향으로 이동시킬 수 있다.

상기 헤드 밴드부(500)는 상기 본체부(300)와 마주보게 상기 고정 프레임(200)의 일 측에 배치되고, 상기 길이 조절부(400)의 이동에 의해 이동될 수 있도록 상기 길이 조절부(400)에 연결된다.

즉, 상기 길이 조절부(400)는 상기 고정 프레임(200)의 일 측에 장착되어 상기 고정 프레임(200)에 대해 상대이동 가능하게 이루어지며, 이러한 길이 조절부(400)의 이동에 의하여 상기 헤드 밴드부(500)가 상기 고정 프레임(200)에 대하여 상기 본체부(300)에 가까워지는 일 방향 또는 상기 본체부(300)에 멀어지는 타 방향으로 이동 할 수 있다.

도 1a에 도시된 바와 같이, 상기 본체부(300)는 일 측에 형성되는 버튼부(311)를 포함할 수 있는데, 상기 버튼부(311)는 후술되는 전원공급부(301) 및 상기 길이 조절부(400)와 전기적으로 연결되도록 이루어진다.

사용자에 의해 상기 버튼부(311)가 눌러지면, 상기 버튼부(311)는 상기 전원공급부(301)에 신호를 인가할 수 있고, 상기 전원공급부(301)는 상기 길이조절부(400)에 전류를 공급할 수 있다.

또한, 상기 길이 조절부(400)는 열에 의해 수축 변형하는 성질의 형상기억합금(SMA)으로 형성된 스프링을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 상기 길이 조절부(400)에 포함된 상기 SMA 스프링은 상기 전원공급부(301)로부터 인가된 전류에 의해 수축 변형되어지고, 상기 고정 프레임(200)에 대하여 상대이동하게 됨으로써, 상기 길이 조절부(400)에 연결된 상기 헤드 밴드부(500)가 궁극적으로 상기 고정 프레임(200)에 대하여 상대이동 할 수 있다.

따라서, 상기 헤드 밴드부(500)는 사용자의 후두부 사이즈에 맞추어 상기 본체부(300) 및 상기 고정 프레임(200)에 대하여 연장 또는 축소되는 방향으로 변형될 수 있다.

도 1b는 상기 도 1a의 분해 사시도이다.

도 1b를 참조하면, 상기 고정 프레임(200)은 상기 본체부(300)의 제1측에 인접하게 결합되는 제1 단부 및 상기 제1측과 서로 마주보게 배치되는 상기 본체부(300)의 제2 측에 인접하게 결합되는 제2단부를 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 단부는 서로 마주보게 배치될 수 있다.

상기 고정 프레임(200)은 상기 본체부(300)와 상기 고정 프레임(200)을 서로 결합시키는 돌출부(211)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 고정 프레임(200)은 상기 본체부(300)와 인접하게 형성되는 가이드 부재(213)를 포함할 수 있다. 상기 가이드 부재(213)는 상기 고정 프레임(200)의 제1 및 제2 단부 중 적어도 어느 하나에 형성될 수 있다.

상기 돌출부(211)는 상기 제1 및 제2 단부 중 어느 하나로부터 상기 본체부(300)를 향한 방향으로 연장되어 돌출되도록 형성되고, 상기 본체부(300)의 제1 및 제2 측 중 대응되는 어느 하나에 삽입되어 결합됨으로써, 상기 본체부(300)와 상기 고정 프레임(200)을 결합시킬 수 있다.

상기 본체부(300)는 상기 돌출부(211)가 수용되도록 형성되는 연결부(310)를 더 포함할 수 있다. 상기 연결부(310)는 상기 돌출부(211)에 대응되어 상기 제1 및 제2 측 중 적어도 어느 하나에 형성될 수 있다.

상기 고정 프레임(200)은 상기 제1 및 제2 단부 사이에 형성되고, 사용자의 후두부의 중심영역에 대응되는 중간부(미도시)를 포함할 수 있으며, 상기 중간부는 상기 고정 프레임(200)의 제1 및 제2 단부로부터 연장되어 형성되는 가장자리 영역과, 상기 가장자리 영역에 의해 둘러싸이는 통기홀(201)을 포함할 수 있다.

상기 통기홀(201)은 후술되는 밴드부(500)의 적어도 일부를 상기 고정 프레임(200)의 외측으로 노출시킴으로써, 상기 밴드부의 통기 및 통풍이 용이하도록 해준다.

상기 고정 프레임(200)은 상기 통기홀(201) 이외에 밴드홀(215)을 더 포함할 수 있다. 후술되는 이동부재(412)는 상기 고정 프레임(200)의 외측에 형성된 상기 가이드 부재(213)에 장착이 되는데, 상기 헤드 밴드부(500)가 상기 고정 프레임(200)의 내측에 장착되면서 상기 이동부재(412)와도 연결되기 위해서는, 상기 헤드 밴드부(500)는 상기 고정 프레임(200)의 내, 외측을 관통할 수 있어야 한다. 따라서, 상기 헤드 밴드부(500)는 상기 밴드홀(215)을 통하여 상기 고정 프레임(200)의 내, 외측을 관통할 수 있고, 상기 이동부재(412)에 연결될 수 있다.

도 1b를 참조하면, 상기 길이 조절부(400)는 상기 고정 프레임(200)의 제1 단부와 인접하게 장착되는 제1 길이 조절부(410)와 상기 고정 프레임(200)의 제2 단부와 인접하게 장착되는 제2 길이 조절부(420)를 포함할 수 있다. 상기 제1 길이 조절부(410)와 상기 제2 길이 조절부(420)는 상기 고정 프레임(200)의 중심부를 기준으로 대칭적으로 형성될 수 있는바, 이하 본 발명의 일 실시예에 따른 HMD 장치(100)에서는 상기 제1 길이 조절부(410)의 구조를 살펴보도록 한다.

상기 제1 길이 조절부(410)는 상기 가이드 부재(213)를 따라 이동 가능하게 상기 고정 프레임(200)에 장착되는 이동부재(412)와, 상기 이동부재(412)에 장착되는 SMA 스프링부(411, 413)를 포함할 수 있다.

상기 SMA 스프링부(411, 413)는 상기 고정 프레임의 서로 다른 영역에 장착되는 제1 및 제2 스프링부(411, 413)를 포함하는데, 상기 제1 스프링부(411)는 상기 가이드 부재(213)와 인접한 상기 고정 프레임(200)의 제1 영역에 결합되고, 상기 제2 스프링부(413)는 상기 가이드 부재(213)를 사이에 두고 상기 제1 영역과 이격된 상기 고정 프레임(200)의 제2 영역에 결합될 수 있다.

나아가, 상기 가이드 부재(213)는 상기 이동부재(412)의 적어도 일부를 덮도록 상기 고정 프레임(200)의 일 단 및 타 단에 각각 형성되는 제1 및 제2 가이드 부재(213a, 213b)를 더 포함할 수 있다. 이 경우 상기 제1 스프링부(411)는 상기 제1 및 제2 가이드 부재(213a, 213b) 사이에 배치될 수 있고, 상기 제2 스프링부(413)는 상기 제1 스프링부(411)와 서로 마주보도록 배치될 수 있다.

상기 제1 스프링부(411) 및 상기 제2 스프링부(413)는 상기 이동부재(412)의 일 면에 장착되어 동일한 면에서 서로 마주보게 배치될 수 있고, 상기 이동부재(412)의 일 면 및 타 면에 각각 장착되어 서로 다른 면에서 이격되게 배치될 수 있다.

상기 이동부재(412)는 상기 가이드 부재(213)를 따라 일 방향 또는 타 방향으로 슬라이딩될 수 있다면, 그 형상 및 크기는 특별히 제한되지 아니한다. 다만, 본 발명의 일 실시예에서 상기 이동부재(412)는 직사각형의 형상을 가진다.

본 발명의 일 실시예에 따른 HMD 장치(100)에서 상기 SMA 스프링부(411, 413)는 상기 전원공급부(301)와 전기적으로 연결되도록 이루어지며, 상기 전원공급부(301)로부터 인가받은 전류에 의해 수축 변형되어 상기 이동부재(412)를 이동시키도록 이루어진다.

앞서 살펴봤듯이, 여기서 SMA는 형상기억합금(Shape Memory Alloys)을 의미하며, 다른 모양으로 변경시키더라도 가열에 의하여 다시 변형 전의 모양으로 되돌아오는 성질을 가진 합금을 뜻한다. 일반적으로 상기 SMA의 형태는 코일 형태의 SMA 스프링 액츄에이터이며, 상기 SMA 스프링은 저온에서 변형되고 고온에서 기억된 형상을 찾을 때 발생되는 수축력을 작동힘(Actuation Force)으로 가진다.

즉, 상기 제1 및 제2 스프링부(411, 413)는 상기 형상기억합금의 소재로서, 상기 전원공급부(301)로부터 인가받은 전류에 의해 가열되어 수축변형될 수 있다.

상기 헤드 밴드부(500)는 상기 이동부재(412)에 장착되고, 인체의 두부 사이즈에 맞춰지도록 상기 이동부재(412)의 이동에 의해 이동되어진다.

보다 구체적으로, 상기 헤드 밴드부(500)는 상기 고정 프레임(200)의 내측에 배치되어 사용자의 후두부에 접촉되는 구성으로서, 사용자의 후두부의 형상에 대응되도록 상기 고정 프레임(200)의 중심부를 향하여 오목하게 라운딩 형상으로 형성된다.

상기 헤드 밴드부(500)는 상기 통기홀(201)에 의해 적어도 일부가 외부로 노출될 수 있고, 이로써 사용자는 오랜시간동안 상기 HMD 장치(100)를 착용할 수 있다.

또한, 상기 헤드 밴드부(500)는 상기 이동부재(412)의 일 면 또는 타 면에 장착될 수 있고, 상기 제1 및 제2 스프링부(411, 413) 중 적어도 어느 하나와 동일한 면에 장착될 수 있다.

도 1b를 참조하면, 상기 HMD 장치(100)는 상기 고정 프레임(200)의 일부에 대응되는 형상으로 형성되어 상기 가이드 부재 (212) 및 상기 제 1길이 조절부(410)를 덮도록 배치되는 제1 덮개부(414)를 포함할 수 있다. 상기 제1 덮개부(414)에 의하여 가이드 부재 (212) 및 상기 제 1길이 조절부(410)는 외부로 노출되지 않고 외부로부터 보호될 수 있다.

또한, 상기 HMD 장치(100)는 상기 연결부(310)에 대응되는 형상으로 형성되어 상기 전원공급부(301)를 덮도록 배치되는 제2 덮개부(302)를 더 포함할 수 있다. 상기 제2 덮개부(302)에 의하여 상기 전원공급부(301)는 외부로 노출되지 않고 외부로부터 보호될 수 있다.

이하, 사용자가 상기 HMD 장치(100)를 착용하는 경우, 상기 헤드 밴드부(500)가 사용자의 두부에 접촉되도록 상기 제1 길이 조절부(410)에 의하여 연장 또는 축소되는 메커니즘을 설명하도록 한다.

도 2a 및 도2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 HMD 장치(100)에서 상기 헤드 밴드부(500)가 상기 본체부(300)에 가까워지는 방향(D1)으로 이동되어지는 제1 상태를 서로 다른 방향에서 나타낸 도면이다.

도 2a 및 도2b를 참조하면, 상기 헤드 밴드부(500) 및 상기 헤드 밴드부(500)와 연결되는 상기 제 1길이 조절부(410)는 상기 고정 프레임(200)에 장착되고, 상기 고정 프레임(200)은 상기 본체부(300)에 장착되어 고정된다. 이때 상기 돌출부(211)는 상기 본체부의 연결부(310)에 일부 삽입되어 상기 연결부(310)에 형성된 걸림부(미도시)에 걸려져 결합될 수 있다.

상기 제1 스프링부(411)는 적어도 하나 이상의 SMA 스프링을 포함할 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에 따른 HMD 장치(100)에서 상기 제1 스프링부(411)는 제1 상부 스프링(411a)과 제1 하부 스프링(411b)을 포함한다. 상기 제 1 상부 스프링 및 제1 하부 스프링(411a, 411b)는 상기 제1 및 제2 가이드 부재(213a, 213b) 사이에서 서로 적층되어 배치될 수 있다.

또한, 상기 제1 스프링부(411)의 일 단은 상기 돌출부(211)와 인접한 상기 고정 프레임(200)의 제1영역에 결합되고, 상기 제1 스프링부(411)의 타 단은 상기 이동부재(412)의 일 단에 결합될 수 있다.

즉, 상기 제1 스프링부(411)의 일 단은 상기 본체부(300)에 대해 정지 상태를 유지하는 상기 고정 프레임(200)에 장착되는 것인바, 그 위치가 변경되지 않는 반면에, 상기 제1 스프링부(411)의 타 단은 상기 고정 프레임(200)에 대해 상대이동 가능하게 장착되는 이동부재(412)에 장착되는 것인바, 그 위치가 상기 이동부재(412)의 이동에 의해 변경될 수 있다.

도 2a 및 도2b를 참조하면, 상기 본체부(300)는 외력에 의해 눌러지도록 상기 연결부(310)에 장착되는 제1 버튼부(311)를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 버튼부(311)는 상기 전원공급부(301) 및 상기 제1 스프링부(411)와 전기적으로 연결되도록 형성되며, 상기 제1 버튼부(311)가 상기 외력에 의해 눌러지는 경우에는 상기 전원공급부(301)가 상기 제1 스프링부(411)에 전류를 인가할 수 있도록 상기 전원공급부(301)에 신호를 전달하도록 이루어진다.

즉, 상기 제1 버튼부(311)가 눌러지는 경우, 상기 제1 스프링부(411)는 상기 전원공급부(301)로부터 전류를 인가받게 되어 온도가 올라가게 되며, 고온에서 기억된 형상을 찾을 때 발생되는 수축력을 가지게 되는 SMA 스프링의 특성상, 상기 제1 스프링부(411)는 상기 고온에서 발생되는 수축력에 의해 수축되는 방향으로 변형된다.

따라서, 상기 제1 스프링부(411)의 일 단은 상기 고정 프레임(200)의 제1 영역에 장착되고, 타 단은 상기 이동부재(412)와 연결되도록 이루어지는바, 상기 이동부재(412)는 상기 제1 스프링부(411)의 수축변형에 의해 상기 본체부(300)에 가까워지는 상기 제1 방향(D1)으로 이동된다.

이 때 상기 제2 스프링부(413)는 상기 전원공급부(301)에 의해 전류를 인가받지 않는바, 상기 제1 스프링부(411)의 이동에 의해 상기 제1 방향(D1)으로 팽창 변형될 수 있다.

또한, 상기 이동부재(412)의 상기 제1방향(D1)으로의 이동은 상기 이동부재(412)와 연결된 상기 헤드 밴드부(500)의 이동을 일으킬 수 있다. 즉, 사용자에 의해 상기 제1 버튼부(311)가 눌러지는 경우, 앞서 언급한 메커니즘이 이루어지고, 상기 헤드 밴드부(500)는 상기 제1 방향(D1)으로 이동되어지는바, 사용자의 후두부에 접촉되는 상기 헤드 밴드부(500)의 길이를 사용자의 후두부 사이즈에 맞춰 축소할 수 있다.

도 2b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 HMD 장치(100)의 상기 제1 상태에서, 상기 제1 스프링부(411)는 고온에서 수축된 상태이고, 상기 제2 스프링부(413)는 저온에서 상대적으로 팽창된 상태이며, 상기 이동부재(411)는 상기 제1 방향(D1)으로 이동됨에 의해 적어도 일부가 상기 가이드부재(213)에 의해 덮어진다. 또한, 상기 제1 상태에서 상기 고정 프레임(200)과 상기 헤드 밴드부(500)의 간격은 상대적으로 증가된 상태이다.

도 3a 및 도3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 HMD 장치(100)에서 상기 헤드 밴드부(500)가 상기 본체부(300)에 멀어지는 방향(D2)으로 이동되어지는 제2 상태를 서로 다른 방향에서 바라본 도면이다.

상기 제2 스프링부(413)는 적어도 하나 이상의 SMA 스프링을 포함할 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에 따른 HMD 장치(100)에서 상기 제2스프링부(413)는 제2 상부 스프링(413a)과 제2 하부 스프링(413b)을 포함한다.

또한, 상기 제2 스프링부(413)의 일 단은 상기 상기 이동부재(412)의 타 단에 장착될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 스프링부(413)의 일 단은 상기 제1 스프링부(411)의 타 단과 서로 인접하게 배치될 수 있다. 상기 제2 스프링부(413)의 타 단은 상기 제1 영역과 이격된 상기 고정 프레임(200)의 제2 영역에 결합될 수 있다.

즉, 상기 제2 스프링부(413)의 일 단은 상기 고정 프레임(200)에 대해 상대이동 가능하게 장착되는 이동부재(412)에 장착되는 것인바, 그 위치가 상기 이동부재(412)의 이동에 의해 변경될 수 있는 반면에, 상기 제2 스프링부(413)의 타 단은 상기 본체부(300)에 대해 정지상태를 유지하는 상기 고정 프레임(200)에 장착되는 것인바, 그 위치가 변경되지 않는다.

도 3a를 참조하면, 상기 제2 스프링부(413)는 상기 본체부(300)는 외력에 의해 눌러지도록 상기 연결부(310)에 장착되는 제2 버튼부(312)를 더 포함할 수 있다.

상기 제2 버튼부(312)는 상기 전원공급부(301) 및 상기 제2 스프링부(413)와 전기적으로 연결되도록 형성되며, 상기 외력에 의해 눌러지는 경우에는 상기 전원공급부(301)가 상기 제2 스프링부(413)에 전류를 인가할 수 있도록 상기 전원공급부(301)에 신호를 인가하도록 이루어진다.

즉, 상기 제2 버튼부(312)가 눌러지는 경우, 상기 제2 스프링부(413)는 상기 전원공급부(301)로부터 전류를 인가받게 되어 온도가 올라가게 되며, 고온에서 기억된 형상을 찾을 때 발생되는 수축력을 가지게 되는 SMA 스프링의 특성상, 상기 고온에서 발생되는 수축력에 의해 수축되는 방향으로 변형된다.

따라서, 상기 제2 스프링부(413)의 일 단은 상기 고정 프레임(200)의 제2 영역에 장착되고, 타 단은 상기 이동부재(412)와 연결되도록 이루어지는바, 상기 이동부재(412)는 상기 제2 스프링부(413)의 수축변형에 의해 상기 본체부(300)로부터 멀어지는 상기 제2 방향(D2)으로 이동된다.

이 때 상기 제1 스프링부(411)는 상기 전원공급부(301)에 의해 전류를 별도로 인가받지 않는바, 상기 이동부재(412)의 이동에 의해 상기 제2방향(D2)으로 팽창 변형될 수 있다.

또한, 상기 이동부재(412)의 상기 제2방향(D2)으로의 이동은 상기 이동부재(412)와 연결된 상기 헤드 밴드부(500)의 이동을 일으킬 수 있다. 즉, 사용자에 의해 상기 제2 버튼부(312)가 눌러지는 경우, 앞서 언급한 메커니즘이 이루어지고, 상기 헤드 밴드부(500)는 상기 제2 방향(D2)으로 이동되어지므로, 사용자의 후두부에 접촉되는 상기 헤드 밴드부(500)의 길이를 사용자의 후두부 사이즈에 맞춰 연장시킬 수 있다.

이러한 구조를 통하여, 본 발명은 상기 전원공급부(301)가 상기 제1 및 제2 스프링부(411, 413)에 선택적으로 전류를 인가함으로써, 상기 이동부재(412)를 상기 제1 방향 또는 상기 제2 방향으로 이동시킬 수 있으며, 상기 이동부재(412)의 이동에 의해 상기 이동부재(412)에 장착된 헤드 밴드부(500)의 길이가 조절될 수 있다.

따라서, 본 발명은 열에 의해 수축되는 SMA스프링부(411, 413)를 포함함으로써, 상기 SMA스프링부(411, 413)과 연결되는 헤드 밴드부(500)의 길이를 상기 SMA 스프링의 변형 방향에 따라 자동으로 조절할 수 있다.

또한, 사용자가 사전에 지정(setting)한 헤드 밴드부(500)의 길이를 반복 구현 가능함으로써, 사용자의 착용감을 향상시킬 수 있으며, 상기 헤드 밴드부(500)가 사용자의 후두부에 순차적, 단계적으로 접촉되어 사용자의 후두부에 용이하게 밀착될 수 있다.

이를 구현하기 위하여, 상기 본체부(300)는 사용자의 두부 사이즈에 맞추어 상기 헤드 밴드부(500)의 위치 상태를 저장하도록 이루어지는 메모리부(미도시) 및 상기 전원공급부(301) 및 상기 메모리부와 전기적으로 연결되는 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 사용자의 선택에 따라, 상기 헤드 밴드부(500)가 상기 저장된 위치 상태로 배치되도록 상기 전원공급부(301)에 신호를 전달해주는 것을 특징으로 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 HMD장치(100)의 본체부(300)의 분해 사시도이다.

도 4를 참조하면, 상기 본체부(300)는 가상현실 이미지를 출력하는 디스플레이부(미도시)를 구비하는 제1하우징(320), 전원을 공급하는 전원공급부(301)를 구비하는 제2하우징(340), 상기 제1 및 제2하우징(320, 340)에 의해 형성되는 내부공간에 배치되는 렌즈부(330)를 포함할 수 있다.

상기 디스플레이부(미도시)는 프리즘을 이용하여 사용자의 눈으로 이미지를 투사할 수 있다. 또한, 사용자가 투사된 이미지와 전방의 일반 시야(사용자가 눈을 통하여 바라보는 범위)를 함께 볼 수 있도록, 프리즘은 투광성으로 형성될 수 있다. 그리고 이처럼 디스플레이부를 통하여 출력되는 영상은, 일반 시야와 오버랩(overlap)되어 보여질 수 있다. HMD 장치(100)는 이러한 디스플레이의 특성을 이용하여 현실의 이미지나 배경에 가상 이미지를 겹쳐서 하나의 영상으로 보여주는 증강현실(Augmented Reality, AR)을 제공할 수도 있다.

상기 전원공급부(301)는 제어부 및 배터리부에 연결설치되어 전류를 인가하는 것으로서, 이러한 목적을 갖는 당업계의 통상적인 전원공급부라면 특별히 한정되지 않는다. 여기서 상기 전원공급부(301)는 상기 제어부 및 배터리부와 전선으로 연결설치되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 전원공급부(301)는 상기 제어부와 일체로 형성될 수 있다.

이러한 전원공급부(301)는 배터리를 포함하며, 상기 배터리는 내장형 배터리 또는 교체가능한 형태의 배터리가 될 수 있다. 이하, 전원공급부(301)는 배터리로 명명하도록 한다.

앞서 살펴봤듯이, 상기 본체부(300)는 외관을 이루는 전면 및 상기 전면과 반대되는 위치에 배치되고, 사용자의 안면에 접촉되는 부분인 후면을 포함할 수 있다.

상기 제1 하우징(320)은 상기 본체부(300)의 외관의 일부를 형성할 수 있다. 즉, 상기 제1 하우징(320)은 상기 전면에 이동 단말기를 결합할 수 있는 공간이나 구조를 포함하는 외부 케이스를 형성할 수 있고, 상기 본체부(300)의 상기 외부 케이스는 이동 단말기의 외형에 대응할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 제1 하우징(320)이 상기 제2 하우징(340)에 대해 슬라이딩 가능하게 장착될 수 있고, 상기 제1 하우징(320)과 제2 하우징(340)을 결합시키는 결합수단을 포함할 수 있다.

도 4를 참조하면, 상기 결합수단은 상기 제1 하우징(320)의 일 면에 형성되는데, 제1결합부(321), 제2 결합부(322) 및 하우징 스프링부(323, 324)를 포함할 수 있다.

상기 제1결합부(321)는 상기 제2 하우징(340)의 일 영역과 중첩되도록 배치되어 상기 제1 하우징(320)과 상기 제2 하우징(340)을 결합시킬 수 있다.

상기 제2 결합부(322)는 돌출부(322a)와 리세스부(322b)를 포함할 수 있고, 상기 돌출부(322a)는 상기 제2 하우징(340)의 일부에 걸려지도록 상기 제1 결합부(321)보다 상대적으로 돌출되도록 형성될 수 있고, 상기 리세스부(322b)는 상기 돌출부(322a)와 상기 제1 결합부(321) 사이에 형성되며, 상기 돌출부(322a)의 돌출방향과 반대되는 방향으로 리세스될 수 있다.

상기 하우징 스프링부(323, 324)는 상기 제1 하우징(320)이 상기 제2 하우징(340)에 대해 상대적으로 슬라이딩 가능하게 구현시키는 구성으로서, 제1 하우징 스프링부(323) 및 제1 하우징 스프링부(324)로 이루어질 수 있다.

상기 제1 하우징 스프링부(323)의 일 단은 상기 제1 결합부(321)에 일 방향으로 장착되고, 상기 제2 하우징 스프링부(324)의 일 단은 상기 제2 결합부(322)에 상기 일 방향으로 장착될 수 있다. 후술되나, 상기 제1 및 제2 하우징 스프링부(323, 324)의 각각의 타 단들은 상기 제2 하우징(340)에 장착될 수 있다.

상기 제2 하우징(340)은 상기 제1 하우징(320)과 함께 상기 본체부(300)의 외관의 일부를 형성할 수 있다. 즉, 상기 본체부(300)의 전면을 제외한 측면과 상기 후면을 형성할 수 있다.

또한, 상기 제2 하우징(340)은 상기 제2 결합부(322)와 대응되는 위치에 상기 제2 결합부(322)와 결합하는 제3결합부(342)를 포함할 수 있다. 상기 제3 결합부(342)는 상기 제2 하우징(340)의 일 면으로부터 상기 2 하우징(340)의 두께방향으로 돌출되도록 형성되고, 상기 돌출 부분이 상기 제2 결합부(322)의 상기 리세스부(322b)에 수용될 수 있다.

또한, 상기 제2 하우징(340)은 일 측에 형성되는 조작부(341a, 341b) 및 상기 배터리(301)를 수용하는 배터리 홀(301a)을 더 포함할 수 있는데, 상기 조작부(341a, 341b)는 이동 단말기를 제어할 수 있는 컨트롤 장치 또는 사용자 입력 모듈을 포함할 수 있다. 상기 컨트롤 장치는 예를 들어, 상기 본체부(300) 측면의 터치 패드, 물리적 키, 물리적 버튼, 터치 키, 조이스틱 또는 휠 키 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 렌즈부(330)는 사용자의 좌, 우안에 각각 대응되는 한 쌍의 렌즈(330a, 330b) 및 상기 한 쌍의 렌즈(330a, 330b)를 지지하도록 형성된 렌즈 지지부(330c)를 포함할 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 한 쌍의 렌즈(330a, 330b)는 상기 렌즈 지지부(330c)에 서로 상대 이동가능하게 장착되는데, 일 방향 또는 타 방향으로 선택적, 개별적으로 이동 될 수 있다. 즉, 상기 한 쌍의 렌즈(330a, 330b)는 상기 렌즈 지지부(330c)에 탈착가능하게 장착된다.

또한, 상기 렌즈부(330)는 이러한 구조를 구현시키도록 상기 렌즈 지지부(330c)에 장착되는 이동수단을 더 포함할 수 있는데, 본 발명의 일 실시예에 다른 HMD 장치(100)에서 상기 이동수단은 렌즈 스프링부(331, 332)가 될 수 있다.

상기 렌즈 스프링부(331, 332)는 상기 한 쌍의 렌즈(330a, 330b) 중 좌안 렌즈에 대응되는 제1 렌즈 스프링부(331) 및 우안 렌즈에 대응되는 제2 렌즈 스프링부(332)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 렌즈 스프링부(331, 332)는 수축 및 이완용 스프링을 각각 포함할 수 있다. 상기 렌즈 스프링부(331, 332)에 관련된 메커니즘은 후술하도록 한다.

도 5a 및 도 5b의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 HMD 장치(100)에서 제1 및 제2 하우징(320, 340)이 서로 결합된 제1 상태와, 상기 제1 및 제2 하우징(320, 340)이 서로 이격되어 상기 본체부(300)가 확장된 제2 상태를 각각 도시화한 것이다. 도 5b의 (b)는 도 5b의 (a)를 다른 방향에서 바라본 도면이다.

이하에서는, 사용자가 상기 조작부(341a, 341b)를 작동하면, 상기 제 1 하우징(320)이 상기 제2 하우징(340)에 대해 상대 이동 되어 상기 디스플레이와 사용자 사이의 거리를 조정할 수 있고, 그 결과 사용자는 자신의 시력에 적합하거나 최적으로 디스플레이 되는 영상을 감상할 수 있도록 상기 디스플레이부의 위치를 조정할 수 구조에 대해 살펴보도록 한다.

도 5a 및 도 5b를 살펴보면, 상기 제1 하우징(320)의 상기 제1 및 제 2 결합부(321, 322)와 상기 제2 하우징(340)의 제3 결합부(342)가 서로 결합됨에 의해 상기 제1 및 제2 하우징(320, 340)은 서로 결합될 수 있다.

이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 HMD장치(100)는 상기 본체부(300)에 안착되는 이동 단말기의 크기에 따라 상기 본체부(300)가 확장될 수 있는 구조를 제안한다.

도 5a 및 도 5b를 살펴보면, 상기 배터리(301)는 상기 하우징 스프링부(323, 324)에 전기적으로 연결되어, 상기 제1 하우징 스프링부(323) 또는 상기 제2 하우징 스프링부(324)에 선택적으로 전류를 인가하도록 이루어질 수 있다.

상기 제1 하우징 스프링부(323)는 상기 제1 및 제2 하우징(320, 340)에 장착되는데, 보다 구체적으로 상기 제1 하우징 스프링부(323)의 일 단은 상기 제1 하우징(320)의 상기 제1 결합부(321)에 장착되고, 타 단은 상기 제2 하우징(340)의 일 영역에 장착될 수 있다. 또한, 상기 제2 하우징 스프링부(324)의 일 단은 상기 제2 하우징(340)의 상기 제3 결합부(342)에 장착되고, 타 단은 상기 제1 하우징(320)의 돌출부(322a)에 장착된다.

도 5a를 참조하면, 앞서 언급한 상기 조작부(341a)에 형성된 방향키에 따라 상기 본체부(300)는 확장된 상태에서 축소될 수 있다. 이 경우에는 사용자에 의해 기 설정된 방향의 상기 조작부(341a)가 눌러지고, 상기 배터리(301)는 상기 제1 하우징 스프링부(323)에 전류를 인가시키도록 작동되며, 고온에서 기억된 형상을 찾을 때 발생되는 수축력을 가지게 되는 SMA 스프링의 특성상, 상기 인가된 전류에 의해 상기 제1 하우징 스프링부(323)는 고온에서 수축력이 발생하여 수축 변형을 할 수 있다.

즉, 상기 제1 하우징 스프링부(323)의 수축 변형에 의해 상기 제1 하우징 스프링부(323)의 일 단과 연결된 상기 제1 하우징(320)은, 상기 수축변형의 방향으로 이동하려고 하는바, 상기 제2 하우징(340)에 가까워지는 방향으로 이동될 수 있다. 이로써 상기 제1 및 제2 하우징(320, 340)은 서로 가장 가까운 제1 상태를 구현할 수 있다.

도 5b의 (a) 및 (b)를 각각 참조하면, 상기 조작부(341a)에 형성된 방향키에 따라 상기 본체부(300)는 축소된 상태, 즉 상기 제1 상태에서 확장될 수 있다. 이 경우에는 사용자에 의해 기 설정된 방향의 상기 조작부(341a)가 눌러지고, 상기 배터리(301)는 상기 제2 하우징 스프링부(324)에 전류를 인기사키도록 작동되며, 고온에서 기억된 형상을 찾을 때 발생되는 수축력을 가지게 되는 SMA 스프링의 특성상, 상기 인가된 전류에 의해 상기 제2 하우징 스프링부(324)는 고온에서 수축력이 발생하여 수축 변형을 할 수 있다.

즉, 상기 제2 하우징 스프링부(324)의 수축 변형에 의해 상기 제2 하우징 스프링부(324)의 타 단과 연결된 상기 제1 하우징(320)은 상기 수축변형의 방향으로 이동하려고 하게 되는바, 상기 제2 하우징(340)에 멀어지는 방향으로 이동 될 수 있다. 이로써 상기 제1 및 제2 하우징(320, 340)은 서로 이격된 상태, 즉 상기 본체부(300)가 확장된 상태인 제2 상태를 구현할 수 있다.

따라서 본 발명은 이러한 구조를 통하여 상기 본체부(300)에 복수의 크기를 가진 단말기들을 안착 가능하게 하고 거리를 조절하여 하나의 디스플레이를 구비함에도 여러 크기로 볼 수 있다.

도 6a및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 HMD 장치(100)의 렌즈부(330)를 도시화한 도면이다.

이하에서는, 사용자가 상기 조작부(341a, 341b)를 작동하면, 상기 렌즈부(330)가 이동되어 상기 렌즈부(330)와 사용자 사이의 거리를 조정할 수 있고, 그 결과 사용자는 자신의 시력에 적합하거나 최적으로 디스플레이 되는 영상을 감상할 수 있도록 상기 렌즈부(330)의 위치를 조정할 수 있는 구조를 살펴보도록 한다.

도 6a를 참조하면, 상기 렌즈 스프링부(331, 332) 중 제1 렌즈 스프링부(331)는 상기 한 쌍의 렌즈(330a, 330b) 중 어느 하나에 대응되어 장착되는데, 본 발명의 일 실시예에서는 좌안 렌즈(330a)에 대응되어 상기 렌즈 지지부(330c)에 장착될 수 있다. 상기 제2 렌즈 스프링부(332)는 상기 한 쌍의 렌즈(330a, 330b) 중 우안 렌즈(330b)에 대응되어 상기 렌즈 지지부(330c)에 장착될 수 있다. 이 경우, 본 발명은 상기 HMD 장치(100)에서 사용자에 따라 렌즈거리를 조절하여 초점을 맞추게 할 수 있는 구조를 제안한다.

상기 렌즈부(330)는 사용자의 좌안 및 우안에 각각 대응되는 제1 및 제2 렌즈(330a, 330b)를 포함하고, 상기 제1 및 제2 렌즈 스프링부(331, 332)는, 상기 배터리(301)로부터 인가받은 전류에 의해 수축 변형되도록 형성되는 SMA 스프링으로 이루어진다.

상기 제1 렌즈 스프링부(331)는 상기 제1 렌즈(330a)를 사이에 두고 서로 이격되어 배치되는 이완 및 수축 스프링을 포함하며, 상기 제2 렌즈 스프링부(3312는 상기 제2 렌즈(330b)를 사이에 두고 서로 이격되어 배치되는 이완 및 수축 스프링을 더 포함할 수 있다.

즉, 상기 제1 및 제2 렌즈 스프링부(331, 332)는 수축 및 이완용 스프링을 각각 포함하고, 이들은 상기 배터리(301)에 전기적으로 연결되도록 이루어진다.

도 6b를 참고하면, 예를 들어, 상기 배터리 (301)가 상기 제1 렌즈 스프링부(331)의 수축 또는 이완용 스프링에 선택적으로 전류를 인가하게 되면 상기 전류를 인가받은 특정 스프링이 수축력을 갖게 되어 수축 변형하게 된다. 즉, 상기 배터리 (301)가 어느 스프링에 전류를 인가하게 되는지에 따라 상기 제1 렌즈 스프링부(311)에 연결된 상기 제1 렌즈(330a)가 일 방향 또는 타 방향으로 선택적으로 이동될 수 있다.

이러한 구조는 상기 제2렌즈 스프링부(332)에 동일하게 적용될 수 있다. 따라서 본 발명은 사용자와 상기 렌즈부(330)의 거리가 자동으로 조절될 수 있다.

상기 각 구성요소들 중 적어도 일부는, 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들에 따른 HMD 장치(100)의 동작, 제어, 또는 제어 방법을 구현하기 위하여 서로 협력하여 동작할 수 있다. 또한, 상기 HMD 장치(100)의 동작, 제어, 또는 제어 방법은 상기 메모리에 저장된 적어도 하나의 응용 프로그램의 구동에 의하여 HMD 장치(100) 상에서 구현될 수 있다.

전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

본 발명의 실시예들은 열에 의해 수축변형되는 성질을 지닌 형상기억합금(SMA)으로 형성되는 스프링부와 상기 스프링부와 연결되는 이동부재를 구비하고, 사용자의 후두부에 접촉되는 헤드 밴드부를 상기 이동부재에 연결시킴으로써, 전류의 공급에 따라 상기 헤드 밴드부가 수축 또는 이완되는 방향으로 선택적 변형을 할 수 있는 구조를 제안하는 것인바, 이와 관련된 다양한 산업 분야에 적용될 수 있다.

Claims

전원을 공급하는 전원공급부를 구비하는 본체부;

상기 본체부에 장착되고, 상기 본체부와 인접하게 형성되는 가이드부재를 포함하는 고정 프레임;

상기 가이드부재를 따라 이동 가능하게 상기 고정 프레임에 장착되는 이동 부재와, 상기 이동 부재에 장착되고, 상기 전원공급부로부터 인가받은 전류에 의해 수축되어 상기 이동부재를 이동시키는 SMA 스프링부를 포함하는 길이 조절부; 및

상기 이동 부재에 장착되고, 인체의 두부 사이즈에 맞춰지도록 상기 이동 부재의 이동에 의하여 이동되는 헤드 밴드부를 포함하고,

상기 SMA 스프링부는,

상기 가이드 부재와 인접한 상기 고정 프레임의 제1 영역에 결합되는 제1 스프링부 및 상기 가이드부재를 사이에 두고 상기 제1 영역과 이격된 상기 고정 프레임의 제2 영역에 결합되는 제2 스프링부를 포함하는 것을 특징으로 하는 HMD 장치.
제1항에 있어서,

상기 가이드부재는,

상기 이동부재의 적어도 일부를 덮도록 상기 고정 프레임의 일단 및 타단에 각각 형성되고, 서로 마주보게 배치되는 제1 및 제2 가이드부재를 포함하고,

상기 제1 스프링부는, 상기 제1 및 제2 가이드부재 사이에 배치되고, 상기 이동부재를 상기 본체부에 가까워지는 제1 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 HMD 장치.
제2항에 있어서,

상기 제2 스프링부는, 상기 제1 스프링부와 서로 마주보도록 배치되고, 상기 이동부재를 상기 본체부로부터 멀어지는 제2 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 HMD 장치.
제3항에 있어서,

상기 고정 프레임은,

상기 본체부의 제1측에 인접하게 결합되는 제1 단부와, 상기 제1측과 서로 마주보게 배치되는 상기 본체부의 제2 측에 인접하게 결합되는 제2단부; 및

상기 제1 및 제2 단부 중 어느 하나로부터 상기 제1 방향으로 연장되어 돌출되도록 형성되고, 상기 제1 및 제2측 중 상기 어느 하나와 마주보게 배치되는 일 측에 삽입됨에 의해 상기 고정프레임을 상기 본체부와 결합시키는 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 HMD 장치.
제4항에 있어서,

상기 고정 프레임은,

상기 헤드 밴드부의 적어도 일부가 상기 고정 프레임의 외측으로 노출되도록 상기 제1 및 제2 단부 사이에 형성되는 통기홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 HMD 장치.
제4항에 있어서,

상기 본체부는,

내부공간을 형성하고, 상기 돌출부가 수용되도록 상기 제1 및 제2 측 중 적어도 어느 하나에 형성되는 연결부를 포함하고,

상기 전원공급부는,

상기 연결부의 내부공간에 배치되고, 상기 제1 또는 제2 스프링부에 선택적으로 전류를 인가시키도록, 상기 제1 및 제2 스프링부와 전기적으로 연결되는 배터리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 HMD 장치.
제6항에 있어서,

상기 본체부는,

외력에 의해 눌러지도록 상기 연결부에 장착되고, 상기 배터리부 및 상기 제1 스프링부와 전기적으로 연결되며, 상기 외력에 의해 눌러지면 상기 배터리부가 상기 제1 스프링부에 전류를 인가하도록 상기 배터리부에 신호를 전달하는 제1버튼부; 및

외력에 의해 눌러지도록 상기 연결부에 장착되고, 상기 배터리부 및 상기 제2 스프링부와 전기적으로 연결되며, 상기 외력에 의해 눌러지면 상기 배터리부가 상기 제2 스프링부에 전류를 인가하도록 상기 배터리부에 신호를 전달하는 제2 버튼부를 포함하는 것을 특징으로 하는 HMD 장치.
제7항에 있어서,

상기 고정 프레임은,

상기 가이드 부재와 인접하게 형성된 밴드홀을 포함하고,

상기 헤드 밴드부는,

상기 밴드홀을 통하여 상기 이동부재와 연결되도록 이루어지며,

상기 이동부재가 상기 제1 방향으로 이동되는 경우에, 상기 고정프레임과의 이격거리가 증가되도록 상기 이동부재를 따라 이동되는 것을 특징으로 하는 HMD 장치.
제8항에 있어서,

상기 헤드 밴드부는 사용자 후두부의 형상에 대응되도록 상기 고정 프레임의 중심부를 향하여 오목하게 라운딩 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 HMD 장치.
제8항에 있어서,

상기 가이드 부재 및 상기 길이 조절부를 덮도록 상기 고정 프레임의 일부와 대응되게 형성되는 제1 덮개부; 및

상기 배터리부를 덮도록 상기 배터리부에 대응되게 형성되며, 상기 연결부에 삽입되어 배치되는 제2 덮개부를 포함하는 것을 특징으로 하는 HMD 장치.
제1항에 있어서,

가상현실 이미지를 출력하는 디스플레이부를 구비하는 제1 하우징 및 제2 하우징;

상기 제1 및 제2 하우징에 의해 형성되는 내부공간에 배치되고, 사용자의 좌안 및 우안에 각각 대응되는 제1 및 제2 렌즈를 포함하는 렌즈부; 및

상기 제1 하우징이 상기 제2 하우징에 대해 슬라이딩 가능하도록, 상기 제1 및 제2 하우징을 서로 결합시키는 결합수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 HMD 장치.
제11항에 있어서,

상기 결합수단은,

상기 제1 하우징의 일 면에 형성되고, 상기 제2 하우징의 일 면과 중첩되도록 배치되어 상기 제1 및 제2 하우징을 연결시키는 제1 결합부;

상기 제1 결합부에 인접하게 형성되고, 상기 제1 하우징의 일 면으로부터 돌출되도록 형성되는 돌출부 및 상기 돌출부의 돌출되는 방향과 다른 방향으로 리세스되는 리세스부를 포함하는 제2 결합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 HMD 장치.
제12항에 있어서,

상기 제2 하우징은,

상기 리세스부에 수용되도록 상기 제2 하우징의 일 면으로부터 돌출되어 형성되는 제3 결합부를 포함하고,

상기 제3 결합부가 상기 리세스부에 수용되는 경우에 상기 돌출부와 상기 제2 하우징의 일 단은 접촉 연결되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 HMD 장치.
제13항에 있어서,

상기 결합수단은,

상기 전원공급부로부터 인가받은 전류에 의해 수축 변형되도록 형성되는 하우징 SMA 스프링부를 더 포함하고,

상기 하우징 SMA 스프링부는,

일 단은 상기 제1 결합부에 장착되고, 타 단은 상기 제2 하우징의 일면에 장착되는 제1 하우징 SMA 스프링; 및

일 단은 상기 제3 결합부에 장착되고, 타 단은 상기 돌출부에 장착되는 제2 하우징 SMA 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는HMD 장치.
제14항에 있어서,

상기 본체부는,

상기 전원공급부로부터 인가받은 전류에 의해 상기 제1 스프링이 수축변형됨에 의해 상기 제2하우징이 상기 제1 하우징에 가까워지는 방향으로 이동된 제1상태; 및

상기 전원공급부로부터 인가받은 전류에 의해 상기 제2 스프링이 수축변형됨에 의해 상기 제2 하우징이 상기 제1하우징에 멀어지는 방향으로 이동되어 상기 본체부가 확장된 제2상태를 선택적으로 구현하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 HMD 장치.
제15항에 있어서,

상기 렌즈부는,

상기 제1 및 제2 렌즈를 지지하도록 형성되고, 상기 제1 및 제2 렌즈가 서로 이격되어 장착되는 렌즈 지지부; 및

상기 제1 및 제2 렌즈를 상기 렌즈 지지부에 대해 서로 동일한 방향 또는 서로 다른 방향으로 상대 이동시키는 이동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 HMD 장치.
제16항에 있어서,

상기 이동수단은,

상기 제1 렌즈에 인접하게 배치되도록 상기 렌즈 지지부에 장착되고, 상기 제1 렌즈에 연결되어 상기 제1 렌즈를 일정한 방향으로 이동시키는 제1 렌즈 스프링부; 및

상기 제2 렌즈에 인접하게 배치되도록 상기 렌즈 지지부에 장착되고, 상기 제2 렌즈에 연결되어 상기 제2 렌즈를 일정한 방향으로 이동 시키는 제2 렌즈 스프링부를 포함하는 것을 특징으로 하는 HMD 장치.
제17항에 있어서,

상기 제1 및 제2 하우징 중 적어도 어느 하나는,

외력에 의해 눌러지도록 형성되고, 상기 전원공급부, 상기 하우징 SMA 스프링부 및 상기 렌즈 SMA 스프링부에 전기적으로 연결되는 버튼부를 포함하는 것을 특징으로 하는 HMD 장치.
제17항에 있어서,

상기 제1 및 제2 렌즈 스프링부는,

상기 전원공급부로부터 인가받은 전류에 의해 수축 변형되도록 형성되는 SMA 스프링으로 이루어지고,

상기 제1 렌즈 스프링부는, 상기 제1 렌즈를 사이에 두고 서로 이격되어 배치되는 이완 및 수축 스프링을 포함하며,

상기 제2 렌즈 스프링부는, 상기 제2 렌즈를 사이에 두고 서로 이격되어 배치되는 이완 및 수축 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 HMD 장치.
제1항에 있어서,

상기 본체부는,

사용자의 두부 사이즈에 맞추어 상기 헤드 밴드부의 위치 상태를 저장하도록 이루어지는 메모리부; 및

상기 전원공급부 및 상기 메모리부와 전기적으로 연결되고, 사용자의 선택에 따라, 상기 헤드 밴드부가 상기 저장된 위치 상태로 배치되도록 상기 전원공급부에 신호를 전달해주는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 HMD 장치.